MSA-600-X/U:用于MEMS器件表征的微系统分析仪

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静态表征和动态响应的观察对于测试和设计MEMS设备至关重要。它们对于确认计算，建立串扰效果并量化表面的变形是必不可少的。

MSA-600-X/U微系统分析仪为微声学和微结构器件的超高频振动分析提供了独特的解决方案。

激光多普勒振动计可提供高性能，并通过子PM位移分辨率提供快速和实时响应测量。

内置频道视频显微镜允许平面的简化表征和直立运动动画。可选的白光干涉仪仅在几秒钟内提供3D表面数据的分数。MSA-600分析仪 - 通过其直观的用户界面和简单的操作 - 是MEMS研发和质量检查的强大光学测量解决方案。

强调

一体机光学测量工作站
无与伦比的sub-pm位移分辨率
无需后处理的实时响应测量，最高可达2.5 GHz
快速测量和可视化挠度形状
直观和简单的操作
自动化系统，方便地结合到探针站

技术数据

表格1。来源:Polytec

MSA-600-X/ U系统配置
基本配置	平面外振动测量高达300 MHz / 600 MHz
选项
带宽扩展（BWX）¹	平面外振动测量可达1300 MHz / 2500 MHz
差分测量	差出平面测量
平面运动分析²	In-plane-motion分析
地形测量	地形测量

¹适用于MSA-600-U型
²适用于MSA-600-X型号

表2。来源:Polytec

计量规格
出平面测量					激光多普勒vibrometry
配置	msa - 600 x	msa - 600 u	BWX1.	BWX2.
分钟。频率	6.25 Hz.	6.25 Hz.	200兆赫	1300兆赫
Max。频率	300兆赫	600兆赫	1300兆赫	2500兆赫
最佳频率分辨率
高达200mhz	6.25 Hz.	6.25 Hz.	-	-
500兆赫	15.625 Hz.	15.625 Hz.	-	-
600兆赫	-	31.25 Hz.	-	-
1300兆赫	-	-	62.5赫兹	-
2500兆赫	-	-	-	125赫兹
时域测量
Max。采样时间	160毫安	160毫安	-	-
最大对象速度
高达300 MHz	≥150 m / s	≥150 m / s	13 ... 19米/秒^{１２}	-
300…600 MHz	-	80……150 m / s¹	19…38米/秒^{１２}	-
600 ... 1300 MHz	-	-	38 ... 80 m / s^{１２}	-
1300…2500 MHz	-	-	-	80……150 m / s^{１２}
流离失所解析^{3 4}
高达1 MHz	100 FM /√Hz	100 FM /√Hz	-	-
1 MHz…f马克斯⁵	7.5 fm /√赫兹	7.5 fm /√赫兹	12.5 fm /√赫兹	12.5 fm /√赫兹
1 MHz…f马克斯⁶	15 fm /√赫兹	15 fm /√赫兹	25 fm /√赫兹	25 fm /√赫兹
1 MHz…f马克斯⁷	30 FM /√Hz	30 FM /√Hz	50 FM /√Hz	50 FM /√Hz

¹频率依赖
²最大位移幅度≤10nm
^3.噪声限制分辨率被定义为以0 dB的信噪比和1 Hz的光谱分辨率的信号幅度（RMS）。
⁴可达到的分辨率取决于频率。指定的值是给定带宽上的平均值。
⁵MSA-600-X / -U没有MSA-A-DIF选项
⁶具有MSA-A-DIF选项，无差分测量模式
⁷具有MSA-A-DIF选项，差分测量模式

表3。来源:Polytec

面内测量	频闪视频显微镜
配置	MSA-600-X平面运动分析选项
频率范围	1 Hz ... 2.5 MHz
Max。速度	>0.1 m/s…10 m/s(取决于放大倍率)
客观的放大²	1 x 100 x
位移振幅的决议^3.	5纳米
时间分辨率	100ns(闪光灯曝光时间);max。频闪抖动±40 ns
系统输出	位移数据、伯德图、阶跃响应图、衰减图、轨迹图

¹平均是在各自范围的最大带宽fmax上执行的。
²客观规格，如下表所述。
^3.隔振表上每频率512次的频率噪声下限。

表4。来源:Polytec

地形测量				白光干涉法
配置	MSA-600具有地形测量选项
垂直测量范围	250μm
评估方法	表面光滑¹	粗糙的表面²
Z性能:
测量噪声^3.	0.09纳米	6纳米
垂直分辨率⁴	< 1海里	< 37海里
平面度测量:
平均平面度偏差⁵	4.5纳米	45 nm.
可重复性⁶	0.25 nm.	14 nm.
步骤高度测量一个校准的深度设置标准^{2 7.}
名义上的阶梯高度	0.24μm	0.75μm	7.5μm	75μm
可重复性⁸	0.02微米	0.04μm	0.05μm	0.06μm
最大偏差⁹	0.05μm	0.12μm	0.16μm	0.18μm.

¹相关图相位分析，可用于平面上。
²关于不稳定/粗糙表面的电信形式包络分析
^3.在可重复性条件下，由25次单次测量计算的平行排列平面镜上平均测量的信号振幅均方根值(R≈4%，λ/20)。
⁴测量噪声（n = 1）·√8
⁵在可重复性条件下，平行排列平面镜(R≈4%，λ/20)上50次测量平度值的平均值(根据ISO 1101)。
⁶在平行排列的平面镜上测量50次平度值的标准偏差(根据ISO 1101)
(R≈4% λ/20)。
⁷在KNT 4080/30型(ISO 5436-1)的校准深度设置标准上，每步测量15次
⁸可重复性条件下校准步进高度测量偏差的标准偏差。
⁹在再现性条件下，每个步骤的校准步骤高度与校准步骤高度相关的最大测量偏差。

表5。来源:Polytec

光学规格
MSA-I-620传感器头
激光波长	532 nm.
激光安全课	3R级(< 5mw可见输出)
光源波长	470海里
光源安全等级	class 2 LED产品(< 20mw可见输出)
相机	全场逐行扫描相机
相机分辨率	1732 x 1200像素

表6。来源:Polytec

明亮的领域目标	放大	工作距离 (WD)毫米	光斑直径 (1 / e²)μm	视野毫米x毫米
一个暴徒- 001 x	1	13.	46	10.0 x 7.0
一个暴徒- 002 x	2	34	23.	5.1 x 3.5
一个暴徒- 005 x	5	34	9.3	2.0 x 1.4
A-MOB-010x	10.	33.5	4．6	1.0 x 0.7
一个暴徒- 010 b - ld	10.	48.9	4．6	1.0 x 0.7
一个暴徒- 020 x	20.	20.	2.3	0.51 x 0.35
一个暴徒- 050 x	50	13.	1.4	0.20 x 0.14
一个暴徒- 100 x	100.	6	0.8	0.10 x 0.07

表7所示。来源:Polytec

干涉目标	放大	工作距离 (WD)毫米	类型	视野毫米x毫米
A-IOB-02X5-B	2.5	10．3	迈克耳逊	4.0 x 2.8
伯- 005 x - b	5	9.3	迈克耳逊	2.0 x 1.4
伯- 010 x - b	10.	7．4	Mirau	1.0 x 0.7
a-iob-020x-b	20.	4．7		0.51 x 0.35
伯- 050 x - b	50	3．4		0.20 x 0.14
a-iob-100x-b	100.	2		0.10 x 0.07

表8所示。来源:Polytec

通用规范
组件	MSA-I-620 传感器头	msa - f - 620 前端	msa - w - 620的数据管理系统	msa - e - 600 控制器
权力	通过MSA-F-600 前端	100 ... 240 VAC ±10％，50/60 Hz max。100 VA.	100年…240年休假 ±10％，50/60 Hz max。525 VA.	100年…240年休假 ±10％，50/60 Hz max。450年弗吉尼亚州
维 [W x L x H]	见图	485 x 150 x 380毫米 (19"， 84 te /3 he)	尺寸:485 x 190 x 550 mm （19英寸，84 TE / 4 HE）	499 x 177 x 373 mm (19"， 98 te /4 he)
重量	12.6公斤	9.0公斤	18.0公斤	12.0公斤
操作温度	18…30°C （64.4 ... 86°F）	+ 5…+ 40°C(41…104°F)
存储温度	-10 ... + 65°C （14 ... 149°F）	-10 ... + 65°C（14 ... 149°F）
相对湿度	max。80％，非凝结

表9所示。来源:Polytec

遵守标准
电气安全	IEC / EN 61010 - 1
EMC	IEC/EN 61326-1 IEC / EN 61000-3-2和61000-3-3 抗扰度:IEC/EN 61000-4-2 ~ 61000-4-6和IEC/EN 61000-4-11
激光安全	IEC / EN 60825-1（CFR 1040.10，CFR 1040.11）
扩展不确定度测量	SEMI MS4-0416和MS2-113

软件功能

表10。来源:Polytec

出平面测量
数据采集
视频显示	直接将测试对象的现场、全场、黑白视频图像整合到用户界面中，进行交互式扫描设置和波束定位。数字放大成实时视频图像。
激光定位	可见激光通过单击或拖动鼠标将光标与实时视频图像上的光标移动。
定义扫描几何	使用APS专业模式最多512 x 512点，每个对象的任何形状。使用鼠标在实时视频图像上以图形方式定义测量点。用户可以使用极、笛卡儿或六边形网格绘制单个对象，或定义单个点。定义单点(可选):单点几何可以通过细化或粗化网格来优化。自动生成连接扫描点的表面元素。
扫描几何进口	几何导入UFF或ME'COPE格式。
自动对焦的选择	激光在样品的当前位置或扫描期间自动聚焦激光;在每个扫描位置允许优化的信号电平¹．
样本定位	交互控制X-Y定位台(可选)，使用鼠标和绝对或相对位移精确定义距离。可以分别获取不同位置的测量值，并结合起来进行分析和展示。
振动计控制	所有振动计参数，如速度范围和跟踪过滤器是控制的软件。
显示	同时显示实时视频，显示实际激光点，整个扫描区域，包括扫描点，以及各种信号的多分析仪显示（时间迹线和光谱）。
标本激	宽范围的波形包括正弦，周期性啁啾，白噪声，随机信号，扫描和任意信号。
获取扫描数据	在所有扫描点获得所有通道的全部频谱
FastScan	快速采集模式（最多50分/秒）以单个频率测量。带宽是可定义的。复杂和幅度平均和信号增强可用。
时间域数据（可选）	时域采集，时域平均，时域动画。
门的输入	间歇扫描控制的栅极输入。
扫描数据有效性检查	数据质量检查在信号增强（SE）模式下的所有扫描点。MSA-600检查每个频谱中的数据质量。平均频谱对具有最佳信噪比的光谱加权。测量点标记为：最佳（仅限），有效或A / D过载。
扳机	自动或手动阈值，上升或下降沿，来源：外部或任何测量信号
平均	谱的复或幅值平均，峰保持，时间
FFT线条	2,343,750;4,687,500带BWX 1/2选项
窗口函数	矩形，汉明，汉宁，平顶，布莱克曼·哈里斯，巴特利特，指数型

¹要求传送站自动z级。

表11。来源:Polytec

数据处理与分析
数据组织	支持面向项目的工作流程，通过树形文件浏览器的测量，设置，宏，用户定义的波形，振幅校正文件。基于不同文件类型的上下文操作。
显示	存储的视频图像(静态或动画)上的彩色/灰色、填充/未填充等高线和3-D地物图，所有扫描点上的平均光谱，每个点上的单个光谱，如波德图或奈奎斯特图、线剖面。动画视频图像，便于可视化的结果。数据按速度、加速度或位移进行缩放。对数线性轴/
数据传输	ASCII，Universal File格式（UFF），ME'Scope和Polywave二进制数据接口（可选）。可以将UFF和ME'SCOPE数据作为用户定义的数据集进行导入，分析和处理，并与测量数据组合。
图形转移	图形格式AVI(动画)，JPEG, BMP, TIFF, PNG, GIF。
数据处理	复频谱分析为区域和/或单点数据提供以下数量和函数:幅值、幅值dB(A)、相位、实、虚、频响函数(FRF)、H1、H2、自动功率、交叉功率、相干性、频率平均均方根。3倍频程分析，ESD, PSD。
Polytec信号处理器	Polytec Signal Processor是PSV软件中包含的PolyMath库的用户界面。易于使用的电子表格后处理的扫描数据。
自动化处理	软件可以完全自动化。

表12。来源:Polytec

平面测量
数据采集
工作原则	在采集模式中，使用专有测量算法对视频序列进行采样和分析。
闪光灯照明控制	控制选通脉冲（间隔，脉冲长度）。
数据采集	采集频闪视频图像和物体运动的实时视图。
标本刺激	集成信号发生器软件，用于激励频率高达2.5 MHz的正弦和脉冲信号的样品激励。支持任意用户提供的激励信号。
数据处理与分析
工作原则	运动分析是交互式的。运动数据基于图像相关，显示为X、Y位移值。亚像素分辨率可以实现纳米范围内的平面运动测量。
数据组织	支持由树式文件浏览器进行项目面向工作流程进行测量和设置。
实时视频显示	实时视频模式为视觉表征提供了测试对象运动的稳定的慢动作图像序列。
显示	单个频率的位移及其差异以及频谱，步骤响应和衰减（环向下）。波德图为水平和垂直运动。可以使用游标、缩放和平移来检查图表。对于每个图形，可以选择不同的线条和标记样式。
数据传输	图形可以导出为图像或ASCII文件，图像序列可以保存为AVI文件。

表13。来源:Polytec

地形测量
数据采集
工作原则	通过相对于样本转换干扰物镜，产生高分辨率X-Y-Z映射。使用摄像机捕获干扰图案。
测量模式	短相干测量扩展对比度范围的智能表面扫描技术
数据处理与分析
数据组织	支持由树式文件浏览器进行项目面向工作流程进行测量和设置。
后处理	包络或相位评估
数据评估	线性回归;多项式拟合;减去;平均;过滤器，如中值，侵蚀，高通和低通滤波器;屏蔽功能
数据显示	表面视图:2D、3D显示和等值线视图，带有视频覆盖剖面图视图:剖面图;相关图;粗糙度/波纹参数;图形，几何数据，如角度，高度，半径等。
数据传输	可导出各种常用图像图形格式的图形;测量数据可以导出为ASCII文件。
自动化处理	软件可以完全自动化。